Twee telefoonboeken raken muurvast door wrijving

Twee ineengeschoven telefoonboeken raken zo vast aan elkaar, dat er een auto aan kan hangen. Franse fysici hebben een verklaring.

Videobeeld Discovery Channel

Het is een natuurkundeproefje dat ongeloof oproept: schuif twee telefoonboeken blad om blad in elkaar, met afwisselende bladzijden, en ze zijn vrijwel onmogelijk uit elkaar te trekken.

De gekoppelde telefoonboeken kunnen gewichten van duizenden kilogrammen weerstaan. Het Canadese tv-programma Daily Planet liet vorig jaar zien hoe twee van die telefoonboeken alleen met twee vrachtwagens uiteen getrokken kunnen worden.

De telefoongidskracht krijgt eindelijk een natuurkundige verklaring in een online artikel van Frédéric Restagno van de Université Paris-Sud en collega’s (arXiv.org, 13 augustus).

Gewoonlijk is de wrijving tussen twee velletjes papier niet zó groot, ook niet als je het vermenigvuldigt met honderden velletjes. Sterker: als je bij beide gidsen om de andere bladzijde verwijdert, zodat ze samen niet dikker zijn dan één gids, zijn ze zelfs vrij moeiteloos uit elkaar te trekken.

Dat was een aanwijzing. Twee complete in elkaar geschoven telefoonboeken zijn samen wél twee keer zo dik, zodat vooral de buitenste bladzijden een beetje naar de rug toe moeten buigen.

Die flauwe buiging, stellen de onderzoekers, vormt de kiem van een samendrukkende kracht die de bladzijden steviger tegen elkaar aandrukt, loodrecht op het oppervlak van de bladzijden. De wrijvingskracht tussen de bladzijden wordt daardoor sterker, waardoor de samenpersende kracht weer sterker wordt, enzovoort.

Metingen met model-telefoonboeken bevestigden dit snel uit de hand lopen van de wrijvingskracht: terwijl het aantal bladzijden van het model-telefoonboek toenam van 12 naar 100, minder dan een factor tien dus, werd de wrijvingskracht wel 10.000 keer sterker.

De onderzoekers vergelijken het effect met dat van een Chinese vingerval. Dat is een spiraalvormig windsel rond de vinger, dat zich harder vasttrekt naarmate je de vinger er krachtiger uit probeert te trekken.

Maar, verzekeren ze, hun model is niet alleen maar speels. Vergelijkbare versterkte wrijvingseffecten kunnen ook een rol spelen bij in elkaar grijpende eiwitten, in nanotechnologische bouwsels, of bij chirurgische hechtingstechnieken.